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PSP: Basi Biologicomolecolari PDF Stampa E-mail
Scritto da Tonia   
Giovedì 19 Aprile 2012 09:33
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LA PARALISI SOPRANUCLEARE PROGRESSIVA: BASI BIOLOGICOMOLECOLARI


Monica Di Luca, Barbara Borroni, Alessandro Padovani Università degli Studi di Milano, Dipartimento di Scienze Farmacologiche e Università degli studi di Brescia, Clinica Neurologica

La Paralisi Sopranucleare progressiva (PSP), descritta come entità clinico patologica nel 1963 da J Clifford Richardson (1) e’ caratterizzata dal punto di vista neuropatologico da gliosi e accumulo di grovigli neurofibrillari con aggregati intracellulari di proteina nella forma iperfosforilata principalmente nella sostanza nigra, nello striato, nel pallido ma che si riscontrano anche nelle cellule gliali.
Queste caratteristiche neuropatologiche suggeriscono un ruolo primario di una disfunzionalità della proteina tau nella patogenesi della Paralisi Sopranucleare Progressiva e hanno contribuito alla definizione di PSP come tauopatia.
Le caratteristiche biochimiche e strutturali degli aggregati di proteina tau nel parenchima cerebrale di pazienti affetti da PSP sono tuttavia simili a quelle identificabili in altre patologie neurodegenerative  caratterizzate da demenza e alterazioni motorie quali la degenerazione cortico basale (CBD) (2-3). 


La proteina tau appartiene alla famiglia delle microtubule associated proteins (MAP); è espressa prevalentemente a livello neuronale dove regola l’assemblaggio dei microtubuli e la loro stabilità. Inoltre in neuroni maturi la proteina tau è presente principalmente nell’assone e in minor parte nella zona somatodendritica, a differenza delle altre proteine della famiglia delle MAPs che si localizzano prevalentemente nel dendrite. Questa sua peculiare localizzazione definisce anche la sua funzione  nell’organizzazione e stabilizzazione dei microtubuli: queste strutture assonali sono fortemente dinamiche, devono supportare rapide modificazioni della struttura neuronale e garantire la polarità neuronale, la crescita e il trasporto assonale. Sia la dinamicità dei microtubuli che la loro capacità di regolare e definire il trasporto assonale è regolata dalle proteine della famiglia delle MAP ed in particolare della proteina tau (4).


In neuroni maturi sono presenti ed espresse sei differenti isoforme della proteina, derivanti da splicing di un singolo gene (MAPT gene, microtubule associated tau) localizzato sul cromosoma 17.
Le sei forme di tau contengono un numero variabile, tre – (3R) o 4 (4R), di repeats dei domini in grado di legare i microtubuli o alternativamente differiscono per la presenza o assenza di inserti di 29 amino acidi o 59 amino acidi nel dominio N-terminale della proteina. Processi di fosforilazione nella regione che lega i microtubuli sono in grado di regolare l’interazione tau-microtubuli determinando un distacco della proteina tau da queste strutture (5) Nel parenchima di soggetti affetti da PSP è possibile identificare principalmente isoforme di tau 4R, aggregati che si ritrovano anche come caratteristica molecolare principale della degenerazione cortico-basale, anche se differenze biochimiche più sottili quali alterazione dei processi proteolitici della proteina o dei suoi meccanismi di fosforilazione potrebbero essere indicative dell’una o dell’altra tauopatia.
A testimonianza di possibili differenze biologico- molecolari tra PSP e CBD, studi di immunoblot condotti su parenchima di pazienti affetti da PSP e CBD hanno rivelato la presenza di tre forme della proteina tau espressa, in particolare una tripletta a peso molecolare 72, 68 e 62 kDa.
In aggiunta a queste forme nel parenchima di soggetti affetti da CBD è possibile ritrovare una forma di tau a più basso peso molecolare, 42 kDa, mentre nei soggetti affetti da PSP diventa predominante una forma di tau a 37 kDa (6).
Le due tauopatie condividono anche un background genetico. Infatti, recenti studi condotti sul gene della proteina tau hanno rivelato la presenza di due aplotipi genetici, denominati H1 e H2.
In soggetti sani circa il 50-70% della popolazione è omozigote per H1 (H1/H1);
la Paralisi Sopranucleare Progressiva si associa fortemente all’aplotipo tau H1, in quanto è stato riportato che il genotipo H1/H1 è presente nel 90% dei casi (7). Del 10% rimanente di paziente PSP, la maggioranza presenta un genotipo H1/H2 mentre il genotipo H2/H2 è estremamente raro in questi pazienti.
Rimane una questione aperta definire se il genotipo H1/H1 implichi un rischio aumentato per la patologia o se il genotipo H2/H2 conferisca protezione.

La maggior parte dei casi di PSP e’ su base sporadica, anche se rare forme geneticamente determinate sono state riportate in letteratura. Tuttavia mutazioni del gene MAPT sono state descritte e comunemente associate a demenza frontotemporale con parkinsonismo (FTDP-17); in questi casi la presentazione clinica e patologica di questi parkinsonimsi puo’ essere indistinguibile da una paralisi sopranucleare progressiva.

La possibilità di identificare caratteristiche biochimico molecolari della proteina tau, quali differenze nel taglio proteolitico o nello stato di fosforilazione, che possano differire tra PSP e altre tauopatie appare particolarmente importante quindi non solo per consentire una più approfondita conoscenza della patogenesi molecolare della malattia ma anche per fornire strumenti diagnostico-molecolari che possano coadiuvare una diagnosi differenziale.
Un approccio promettente è quello di misurare livelli di tau e di tau nel suo stato di fosforilazione (phospho tau) del liquido cerebrospinale (CSF) di pazienti affetti da diverse tauopatie. Infatti è ampiamente descritta in letteratura la possibilità di dosare con diverse metodologie biochimiche i livelli di frammenti tau derivanti dal taglio proteolitico della proteina tau nel CSF di pazienti affetti da diverse malattie neurodegenerative.
Tuttavia la misura di tau/phosphotau in CSF non ha condotto a risultati significativi che possano consentire una analisi differenziale delle diverse taupatie.
Recentemente il nostro laboratorio ha messo a punto una metodologia biochimica in grado di distinguere diverse forme di tau in CSF di pazienti affetti da tauopatie. In particolare e’ stato  standardizzato un protocollo di immunoprecipitazione quantitativa attraverso il quale diverse forme di tau presenti nel CSF vengono in primo momento riconosciute e precipitate con un anticorpo specifico rivolto verso la regione N terminale della proteina e successivamente diversi frammenti immunoprecipitati riconosciuti con un secondo anticorpo (Fig. 1).
Questo approccio ha permesso di riconoscere nel CSF di pazienti affetti da diverse taupatie due maggiori forme di tau: una forma a più alto peso molecolare, 55 kDa, corrispondente alla forma full-length della proteina e una forma a più basso peso molecolare (33 kDa) corrispondente ad un frammento proteolitico della proteina.
Quest’ultima è risultato essere una forma troncata mancate della regione C-terminale di tau.
Gli stessi frammenti possono essere identificati nel parenchima cerebrale (Borroniet al, 2009).
Utilizzando questo approccio biochimico per l’analisi delle diverse forme di tau in CSF di soggetti affetti da diverse forme di taupatie abbiamo osservato che la forma a 33kDa e’ diminuita in modo statisticamente significativo solo in pazienti affetti daPSP e non da CBD o da altre forme di taupatie (8, 9).



BIBLIOGRAFIA
1. Steele JC, Richardson JC, Olszewski J, Arch of Neurol 1964
2. Arai T, Ikeda K, Akiyama H et al, Ann Neurol 2004
3. Berry RW, Sweet AP, Clark FA, et al. J Neurocytol 2004
4. Kirschener M, Mitchison T, Cell 1986
5. Biernat J, Gustke N, Drewes G, Mandelkow EM, Mandelkow E, Neuron 1993
6. Arai T, Ikeda K, Akiyama H et al, Neuroreport 2001
7. Houlden H, Baker K, Morris HR et al, Neurology 2001
8. Borroni B. Malinverno M, Gardoni F et al, Neurology 2008
9. Borroni B, Gardoni F, Parnetti L et al, Neurobiol of Diseases 2009
188
Syllabus 09 2-10-2009 10:31 Pagina 188

 

fonte (pdf) :limpe.it



Tags: PSP  genetica  proteina tau  
Ultimo aggiornamento Giovedì 19 Aprile 2012 09:37